Hvor er det kaldeste stedet i universet? Akkurat nå anser astronomene “Boomerang-tåken” for å ha æren. Det gjør det enda kaldere enn den naturlige bakgrunnstemperaturen i rommet! Hva gjør det mer frigid enn den unnvikende ettergløden til Big Bang? Astronomer bruker kreftene til Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) teleskop for å fortelle oss mer om dets kjølige egenskaper og uvanlige form.
"Boomerang" er annerledes hele veien rundt. Det er ennå ikke en planetarisk tåke. Den drivende lyskilden - den sentrale stjernen - er bare ikke varm nok til å avgi de enorme mengdene ultrafiolett stråling som lyser opp strukturen. Akkurat nå blir det opplyst av stjernelys som skinner av de omkringliggende støvkornene. Da den første gang ble observert i optisk lys av våre jordbaserte teleskoper, så det ut til at tåken ble forskjøvet til den ene siden, og det var slik den fikk sitt spektakulære navn. Etterfølgende observasjoner med Hubble-romteleskopet avdekket en timeglassstruktur. Nå skriver du inn ALMA. Med disse nye observasjonene kan vi se at Hubble-bildene bare viser en del av det som skjer, og de doble lobene som ble sett i eldre data var sannsynligvis bare et "triks av lyset" som presentert av optiske bølgelengder.
"Dette ultrakalde objektet er ekstremt spennende, og vi lærer mye mer om dets sanne natur med ALMA," sa Raghvendra Sahai, forsker og hovedforsker ved NASAs Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, California, og hovedforfatter av et publisert papir i Astrophysical Journal. "Det som virket som en dobbel lobe, eller" boomerang "-form, fra jordbaserte optiske teleskoper, er faktisk en mye bredere struktur som ekspanderer raskt ut i verdensrommet."
Så hva skjer der ute som gjør Boomerang til en så kul kunde? Det er utstrømningen, baby. Den sentrale stjernen ekspanderer i et vanvittig tempo og senker sin egen temperatur i prosessen. Et godt eksempel på dette er klimaanlegg. Den bruker ekspanderende gass for å lage en kaldere kjerne, og når vinden blåser over den - eller i dette tilfellet det ekspanderende skallet - blir omgivelsene rundt det avkjølt. Astronomer var i stand til å bestemme hvor kjølig gassen i tåken er ved å merke seg hvordan den absorberte konstanten til den kosmiske mikrobølgebakgrunnen stråling: en perfekt 2,8 grader Kelvin (minus 455 grader Fahrenheit).
"Da astronomer så på dette objektet i 2003 med Hubble, så de en veldig klassisk" timeglass "-form," kommenterte Sahai. "Mange planetnebler har samme utseende med dobbeltlapp, som er resultatet av strømmer av høyhastighetsgass som blir søppel fra stjernen. Jetene graver deretter hull i en omgivende sky av gass som ble kastet ut av stjernen allerede tidligere i sin levetid som en rød gigant. "
En-skålen millimeter bølgelengd teleskop så ikke tingene det samme som Hubble. I stedet for en mager midje fant de en fyldigere figur - en "nesten sfærisk strøm av materiale". I følge nyhetsoppslaget tillot ALMAs enestående oppløsning forskere å bestemme hvorfor det var en slik forskjell i utseendet. Strukturen med dobbeltlapp var tydelig når de fokuserte på distribusjonen av karbonmonoksydmolekyler sett på millimeterbølgelengder, men bare mot innsiden av tåken. Utsiden var imidlertid en annen historie. ALMA avslørte en strukket, kald gasssky som var relativt avrundet. Dessuten pekte forskerne på en tykk korridor med millimeterstore støvkorn som omsluttet forfederstjernen - grunnen til at den ytre skyen fikk utseendet til en bowtie i synlig lys! Disse støvkornene skjermet en del av stjernens lys, og tillot bare et glimt av optiske bølgelengder som kommer fra motsatte ender av skyen.
"Dette er viktig for å forstå hvordan stjerner dør og blir planetariske tåker," sa Sahai. "Ved å bruke ALMA var vi ganske bokstavelig og billedlig i stand til å kaste nytt lys over dødsfallene til en sollignende stjerne."
Det er enda mer med disse nye funnene. Selv om omkretsen av tåken begynner å varme seg opp, er den fremdeles bare litt kaldere enn den kosmiske mikrobølgebakgrunnen. Hva kan være ansvarlig? Bare spør Einstein. Han kalte det "fotoelektrisk effekt".
Original historiekilde: NRAO News Release.
